车辆零部件EMC瞬态传导试验某公司培训资料

-- 随着汽车车载电子产品种类越来越多，加之许多重要的监视、控制系统功能为电子装置所代替,车 辆安全行驶的性能也就与其工作的电磁环境密切联系了起来。 也就或其零部件的 EMＳ能力若太低,一 旦受到内部或外部的电磁骚扰， 轻者可能影响产品性能， 重者则可能直接影响行车安全， 致使人员损伤。 由于车辆及其零部件对安全性能要求非常高的特殊性,车辆的ＥMＣ标准的严酷程度往往高于一般电子 产品数倍以上。 EＭS 试验法是以外加骚扰能量到被测设备上的方式，来判定被测设备的抗扰度能力。不同的干扰 能量,须通过各种不同的试验方法,选择适合的耦合方式，才能将能量顺利的耦合到被测设备上.外加干 扰能量的传递路径主要分为辐射性与传导性两种， 辐射性干扰是指骚扰能量不经由任何传输介质作为媒 介，由空中传递到DUＴ（Deｖice UndｅrTeｓｔ）或是DＵT 的线路(电源及信号线路） ，而传导性 干扰则是经由电源线或信号线等线路,直接将干扰能量耦合或注入到ＤＵT或线路上。 外加骚扰能量的 型态包含连续波与瞬态波两种,再依辐射性与传导性这两种耦合方式。可将抗扰度试验方法细分为连续 波(Ｃoｎtinuｅ Ｗaｖe)传导、连续波辐射、瞬态传导(Ｔrａnsｉet)及静电放电（ESＤ）四大类。 ﻩ本文主要介绍瞬态传导抗扰度试验的标准、 试验方法和在大量的对具体车辆电子零部件进行的试验过 程中发现的问题。 （一）特性说明 ﻩ瞬态现象发生的原因是一稳定的系统突然发生变化(稳态的改变：由一稳定状态突然改变至另一稳定 状态）所引起的现象， 在变化的过程中会产生瞬间、短暂的电流或电压脉冲现象，其瞬间脉冲的延续时 间极短,从毫秒至微秒不等.一般而言,瞬态现象会发生于车辆的线束上，大致可区分为感性负载变化、 交流电源供应延迟、抛负载脉冲、切换过程所产生的瞬态波及供电电压下降等.若以传输线理论来分析 瞬态现象,可得知瞬间脉冲的发生与供应电压大小无关,供应电压大小仅与瞬间脉冲的振幅大小有关， 并 不是造成瞬间脉冲原因， 瞬间脉冲发生的原因与稳态的改变、 线束的电感及其分布电容、 感性负载所造 成的干扰信号有关,甚至线束的长度也会影响脉冲的宽度，一般常见之电抗性负载代表性产品如表2 所 示。 表２ 电抗性负载代表性产品 电抗性负载分类 电阻性 电感性 代表性产品 前照灯 摇窗电机 特性 发热 需较大的起动电流来驱动 （二）试验项目 车辆电子零部件电源线/信号线瞬态脉冲抗干扰试验常用的试验标准为ISO ７637－1，2，3。SAE J1113-11,1２、ＪASO D0０7、SAE J1211、ＪASO Ｄ001及DIN 40839—1，2，3等标准的试验项目均与 ＩSO7６37有相同或相似之处。在此，对ISO7637做详细介绍,其试验项目如表３所示。 -- -- 表３ ISO7６37各项试验项目简介 标准章节 测试项 目 puｌse １ 特性 模拟感性负载由于电源切断时所产生的瞬态传导现象 .例如 关断雨刮电机时产生的瞬态波。 ISO7637—2/2 ０04 模拟当感性负载串接待测装置时 ,电流突然中断所产生的瞬 ｐulse2 态现象。例子如在点火开关切断后,与点火开关连接的直流马 ａ 达会因惯性原理而继续运转，就像是一台发电机.而其电感会 在切断电源时产生瞬态波. pulse2b当点火开关关闭瞬间，直流马达产生的瞬态波形。 pulsｅ模拟因为切换过程而产生的瞬态现象。这些瞬态的特性会受 3a线束的电感及其分布电容所影响 .如在继电器吸合瞬间会产 pulsｅ生微小的电弧，而该电弧就是产生 pulｓe３快脉冲群的原因 3b之一。 ｐｕ lse4模拟在发动机启动时所引起的供电电压下降现象. -- -- 模拟抛负载(ｌｏaｄ dumｐ）的瞬态现象，此瞬态现象是正 在充电的电瓶瞬间脱离交流发电机 ,且同时交流发电机仍然 供应其它负载的瞬间所产生的。此抛负载所产生的幅值大小 决定于电瓶脱离交流发电机的速度。电瓶突然脱离的原因可 能是因电缆腐蚀导致电瓶的断接、不良的接触或故意将电瓶 断接。 对 pｕｌse5ａ进行抑制后的波形 puｌ se5a pｕlse5 ｂ ISO76３7— 3/199５ pｕｌse 波形及特性同 IＳO７637—1 之 pulse3a，差异为试验参数 ａ 略有不同. pｕlse 波形及特性同 ISO 7６37-2 之 pulsｅ３ａ，差异为试验参数 b 略有不同。 EMCEMC 瞬态传导试验技术实践瞬态传导试验技术实践 （一）汽车瞬态传导干扰波形实测 在实际测试过程中,可以看到，电机类的感性负载在关断时往往会产生比较大的瞬态现象。图1 是 用 HELＯTEST 公司的 CＡRTESTER 瞬态传导试验设备测试某车载空调蒸发风机关断时所产生的对外瞬态 现象。CAＲTEＳTＥR 内置了一个把实际信号进行 100:1 衰减的人工电源网络（ＡN） 。图 1 中的脉冲电 压的幅值乘以１０0 即为实际脉冲电压幅值。从图中可以看出,当汽车空调蒸发风机在关断的瞬间可以 对外产生幅值达－２5０V 左右的瞬态波。其对车辆电子零部件的危害性不言而喻。相似的，图 2 是某 雨刮电机关断时对外所产生的瞬态波。它在关断时对外所产生的瞬态波幅值也能达到-２20Ｖ左右. 图１1 和图 12 的所示的瞬态波是在电机空载时所测得的， 工作电流一般都在 10Ａ以下.但在实际装 车，带负载运行时，电机的工作电流往往非常大，比如助力转向电机的最大工作电流会大于30A，而Ａ ＢS 的最大工作电流则会大于50A。 而如果在此时电机突然发生关断,则对外所产生的瞬态波脉宽时间更 宽、危害更大。 同种功率同种功能不同型号的电机，由于其内部构造的不同,对外产生的瞬态瞬态传导波往往都不 相同。图3 是另外一种汽车空调蒸发风机在关断瞬间， 对外产生的瞬态波，可以看出，其对外干扰的幅 值达-1５0V 左右 图１某车载空调蒸发风机关断时对外所产生的瞬态波 -- -- 500mvM10.0us 图 2某雨刮电机关断时对外所产生的瞬态波 -- -- 500mvM25.0us ﻫ 图３另一种车载空调蒸发风机关断时对外所产生的瞬态波 (二）实际的瞬态传导试验过程中的常见问题及一般对策 瞬态传导试验时所使用的部分波形就是模拟以上所描述的几种电机对外产生的有害波形。 在进行#1、＃2b、＃4 波形试验时,被测电子产品偶尔会有重启现象发生。其原因往往是试验波形 的负向电压脉宽时间过长,导致产品的复位电路启动。一般的解决办法是改换和提高电子产品电源电路 的电容。 在进行＃５a 波形试验时，被测电子产品有时会出现功能失效的现象,有时甚至还会出现线路板上 的电解电容爆浆，或线路烧断现象。其原因是 #5a 试验波形模拟的是正在充电的电瓶瞬间脱离交流发电 机， 且同时交流发电机仍然供应其它负载的瞬间所产生瞬态波， 其能量比较大.设计浪涌吸收电路,提高 电子产品电源电路的电容或提高稳压芯片的质量亦可解决该问题。 图 5 是一种车载电子产品在进行＃５ａ波形试验后的实物图。从图中可以看出,电源电路部分已经 完全被击穿，滤波电容、稳压电容和稳压芯片烧坏。 可以明显的看出,如果在设计汽车电子时,没有考虑 到车内恶劣的电磁环境